КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА Российский патент 1998 года по МПК B22D11/04 

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Наиболее близким по технической сущности является кристаллизатор для непрерывной разливки металла, включающий опорные плиты, прикрепленные к ним широкие и узкие рабочие стенки с продольными каналами, подводящие и отводящие трубопроводы. Две узкие рабочие стенки зажаты между другими широкими стенками при помощи стяжек с гайками, пропущенными через опорные плиты. Продольные каналы в рабочих стенках соединены поперечными каналами в верхней и нижней частях рабочих стенок. Оси продольных каналов смещены в сторону опорных плит относительно оси симметрии толщины рабочих стенок на 0,1-0,4 их толщины, а поперечные каналы выполнены в виде открытых проточек, расположенных со стороны опорных плит [1]
Недостатком известного кристаллизатора является низкая стойкость его узких рабочих стенок, зажатых между широкими стенками. Это объясняется тем, что в процессе нагрева рабочих стенок при непрерывной разливке металла узкие рабочие стенки расширяются. В этих условиях продольные торцы узких рабочих стенок претерпевают усилия сжатия, превышающие допустимые значения. Вследствие этого при охлаждении рабочих стенок после окончания процесса непрерывной разливки узкие зажатые стенки усаживаются, вследствие чего образуются зазоры между узкими и широкими рабочими стенками. Для их ликвидации производится чеканка специальным инструментом типа тупого зубила продольных краев узких рабочих стенок. Образование зазоров и их зачеканка вызывает необходимость частой строжки поверхности узких зажатых рабочих стенок, что приводит к их быстрому выходу из строя. Другая пара широких стенок подвержена только истиранию и абразивному износу о поверхность вытягиваемого слитка. Вследствие этого стойкость широких стенок превышает стойкость узких стенок.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости узких рабочих стенок и кристаллизатора в целом.

Указанный технический эффект достигается тем, что кристаллизатор для непрерывной разливки металла включает опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок.

Между продольными торцами узких и поверхностью широких стенок установлены плоские продольные вставки, выступающие над рабочей поверхностью узких стенок и имеющие скошенный торец со стороны рабочей полости кристаллизатора. На торцах узких стенок и на поверхности вставок в местах их контакта выполнены продольные выступы и впадины, взаимно входящие друг в друга и расположенные со стороны опорных плит узких стенок.

Повышение стойкости узких рабочих стенок и кристаллизатора в целом будет происходить вследствие наличия плоских вставок, расположенных между торцами узких и поверхностью широких стенок, имеющих скошенный торец. При этом наличие на торцах узких стенок и на поверхности вставок продольных выступов и впадин, взаимно входящих друг в друга, позволяет передвигать вставки относительно стенок и изменять величину выступающего участка в рабочую полость кристаллизатора по мере износа его и выхода из строя. В этих условиях отпадает необходимость переточки узких стенок при каждом случае образования зазора вдоль из продольных торцев и по мере износа и зачеканки скошенного торца каждой плоской вставки. Вследствие этого стойкость узких и широких стенок выравнивается, число их строжек и переточек определяется только интенсивностью и величиной образивного износа из-за трения о поверхность вытягиваемого слитка.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков предлагаемого кристаллизатора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема кристаллизатора для непрерывной разливки металла; на фиг. 2 то же, узел I в увеличенном масштабе.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металла состоит из опорных плит 1 и 2, широких 3 и узких 4 рабочих стенок, каналов 5, стяжек 6, гаек 7, вставок 8 со скошенными торцами 9, продольных выступов 10 и впадин 11. Величина перемещения вставки δ.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металла работает следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки Ст3 и вытягивается из него слиток сечением 250 х 1600 мм со скоростью 0,8 м/мин. Кристаллизатор состоит из опорных стальных плит 1 и 2, к которым при помощи шпилек прикреплены соответственно широкие 3 и узкие 4 рабочие стенки из меди M1. Толщина стенок 3 и 4 составляет 80 мм, диаметр каналов 5-20 мм. Каналы 5 расположены по оси симметрии толщины стенок 3 и 4. В рабочих стенках 3 и 4 выполнены вертикальные продольные каналы 5, по которым подается под давлением осаждающая проточная вода. Опорные плиты 1 стянуты пропущенными через них стяжками 6 с гайками 7. При завинчивании гаек 7 широкие рабочие стенки 3 прижимаются с необходимым усилием к продольным торцам узких рабочих стенок 4.

Между продольными торцами узких 4 и поверхностью широких стенок 3 установлены плоские продольные вставки 8, выступающие над рабочей поверхностью узких стенок 4 и имеющие скошенный торец 9 со стороны рабочей полости кристаллизатора. Поверхность скоса торца 9 может быть плоской под углом 30-60^o, выпуклой или вогнутой, например, по радиусу. Длина торца 9 вставки 8, выступающего над рабочей поверхностью узких стенок 4, составляет 3-10 мм, толщина вставки 8 составляет 5-15 мм, ширина вставки 80-120 мм. Вставка 8 изготовлена, например, из меди марки M1.

На торцах узких стенок 4 и на поверхности вставок 8 в местах их контакта выполнены продольные выступы 10 и впадины 11, взаимно входящие друг в друга и расположенные со стороны опорных плит 2, к которым прикреплены узкие стенки 4. В общем случае выступы 10 и впадины 11 могут иметь треугольную, прямоугольную, криволинейную или другую форму. Шаг выступов 10 и впадин 11 составляет 3-8 мм, их высота 2-5 мм. Длина участка торца узкой стенки 4, снабженного выступами 10 и впадинами 11, составляет 20-40 мм.

При такой конструкции кристаллизатора при выработке скошенного торца 9 вследствие его подчеканки в случаях образования зазоров в местах стыка вставки 8 с торцем узкой стенки 4 и рабочей поверхностью широкой стенки 3 производится перемещение вставки 9 в сторону рабочей полости кристаллизатора на один или несколько шагов выступов 10 или впадин 11 при предварительном развинчивании гаек 7. Общая длина перемещения вставки 8 составляет 0,1-0,3 толщины узкой стенки 4 или 8-24 мм. Вследствие перемещения вставки 8 отпадает необходимость строжки рабочей поверхности узких стенок 4 при каждом случае подчеканки скошенного торца 9 и выхода его из строя.

Применение кристаллизатора позволяет повысить его стойкость на 8-10 за счет уменьшения числа строжек рабочей поверхности узких стенок.

Использование: металлургия, а именно непрерывная разливка металлов. Для повышения стойкости кристаллизатор для непрерывной разливки металла содержит опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами, а также стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты и прижимающими широкие стенки к продольным торцам узких рабочих стенок. Между продольными торцами узких и поверхностью широких стенок установлены плоские продольные вставки, выступающие над рабочей поверхностью узких стенок и имеющие скошенный торец со стороны рабочей полости кристаллизатора. На торцах узких стенок на поверхности вставок в местах их контакта выполнены продольные выступы и впадины, взаимно входящие друг в друга и расположенные со стороны опорных плит узких стенок. 2 ил.

Кристаллизатор для непрерывной разливки металла, содержащий опорные плиты с прикрепленными к ним широкими и узкими рабочими стенками с продольными внутренними каналами и стяжки с гайками, пропущенными через опорные плиты с возможностью прижатия широких стенок к продольным торцам узких рабочих стенок, отличающийся тем, что между продольными торцами узких и поверхностью широких стенок установлены плоские продольные вставки, выполненные со скошенным торцом, выступающим в сторону рабочей полости кристаллизатора, при этом торцы узких стенок и поверхности вставок выполнены с продольными выступами и впадинами, расположенными со стороны опорных плит узких стенок с контактом между собой по типу паз выступ.